Cesta k inteligentní výrobě

Výrobci například využívají integrovanou inteligenci strojních zařízení k předvídání závad zařízení a ke zvyšování produktivity. Využívají možnosti vzdáleného přístupu k současnému monitoringu více strojů z centrálního bodu, která jim umožňuje lépe využívat pracovní kapacity zaměstnanců. Toto silnější propojení a sdílení informací výrobci rozšiřují i za hranice svých výrobních prostor a zajišťují si tak možnost lepšího sledování a koordinace činností v rámci dodavatelského řetězce. Současně využívají aktuální cloudové technologie pro přeměnu obchodních modelů a budování nových zdrojů svých příjmů.

Avšak zatímco někteří výrobci s progresivním myšlením již plně vstoupili do oblasti inteligentní výroby a plně využívají výhod tohoto kroku, většina jich má před sebou ještě mnoho práce.

Podle nedávného průzkumu agentury MPI Group pouze jedenáct procent výrobců zavedlo strategii pro implementaci technologií internetu věcí (IoT) do výrobních procesů. Ještě více alarmující je skutečnost, že přibližně polovina výrobců odpověděla, že doposud bojuje se základy definování a zavádění strategie pro využívání IoT.

Ačkoli většina výrobců není doposud připravena plně využívat výhod z technologií inteligentní výroby, zcela jasně vidí příležitosti, jež nabízí. Podle studie MPI existuje pět hlavních cílů, které výrobci sledují při začleňování IoT do svých provozních operací: vyšší kvalita produktů, vyšší rychlost provozních operací, nižší náklady na výrobu, lepší údržba a doba provozu a lepší informace pro analýzu obchodních ukazatelů.

Dosažení těchto cílů vyžaduje integrovanou architekturu a strategii pro využívání technologií inteligentní výroby. Konkrétně jde o sloučení systémů informačních technologií (IT) a provozních technologií (OT) do jediné, sjednocené síťové infrastruktury a objevení příležitostí vyplývajících z využívání technologií IoT, které umožní bezproblémové propojení systémů a sdílení informací mezi pracovníky, procesy a technickými prvky.

Výrobci současně musejí zajistit efektivní správu velkého množství získaných dat, a to takovým způsobem, který jim pomůže přijímat lepší a rychlejší podnikatelská rozhodnutí. K tomu patří využívání inteligentních zařízení zapojených do IoT, integrace do cloudových služeb a analýza dat.

Společnost Rockwell Automation tento proces nazývá The Connected Enterprise. Pro výrobce, kteří se snaží vybudovat propojený podnik (Connected Enterprise) jako podpůrnou konstrukci pro zavádění inteligentní výroby, je nutná orientace na následující čtyři klíčové taktiky:

Řízení kvality a systémy průběžného zlepšování mají jen určitou účinnost kvůli omezeným informacím nebo jejich nedostupnosti v reálném čase. Výrobci využívají integrovanou inteligenci strojů a zařízení pro sledování téměř veškerých specifikací produktů v reálném čase, a to buď z hlediska zákazníka, nebo z hlediska dodržování relevantních předpisů. Navíc této inteligence využívají k rychlému řešení vad a změn produktů, ke kterým dochází, zajišťují plnění kvalitativních cílů a zvyšují spokojenost svých zákazníků.

Lepší kontrola nad výrobními procesy a jejich vyšší transparentnost díky využívání integrované inteligence rovněž vytváří nové příležitosti ke zlepšování produktivity. Obsluha ve výrobní hale nyní například analyzuje data z výroby v reálném čase, na jejichž základě odhaluje skryté neefektivní procesy a může tak rychleji zavádět potřebné změny. Na úrovni dodavatelského řetězce zase manažeři a logistici využívají inteligentní výrobní technologie k podávání důležitých informací příslušným dodavatelům, jako například předpovědí a harmonogramů, přičemž rovněž sledují průběh a plnění dodávek.

Lepší rozhodování v rámci platformy Connected Enterprise je umožněno kvalitními pracovními daty. Většina výrobců však má stále nainstalované starší systémy, které bude nutné modernizovat tak, aby bylo možné vstoupit do nové generace výroby a zajistit vyšší produktivitu. To zahrnuje sloučení jejich dat z dosavadních provozních technologií s aktuálními informačními technologiemi, získávání správných dat z inteligentních výrobních zařízení a převádění těchto dat na informace umožňující přímé reakce.

Výrobci, kteří tyto kroky již podnikli a vyzbrojili se lepšími informacemi, je využívají k optimalizaci svých technických aktiv, ke zlepšování své reakceschopnosti na měnící se požadavky zákazníků a k dolaďování pracovních postupů a snižování objemu skladových zásob. Vedle toho navíc získávají nový, strategický vhled do všech aspektů podnikového provozu, který jim napomáhá k hlubšímu pochopení podnikových činností, jako je například:

• identifikace silných a slabých stránek provozu;
• analýza procesů a plánování kroků ke zlepšení;
• navrhování a zavádění lepších výrobních systémů;
• vývoj cílených školicích programů;
• ustanovení systémů řízení výkonnosti.

Nastavení bezpečných a spolehlivých provozních operací

Dosažení bezpečných a spolehlivých operací v souladu s příslušnými předpisy je dlouhodobým úkolem každého výrobce, přičemž inteligentní výroba poskytuje nové příležitosti k řešení některých z těchto dávných problematických výzev. Mezi nejmarkantnější příležitosti patří nahrazení zastaralých a izolovaných automatizačních systémů, které již překročily svou dobu životnosti, jsou složitě zapojitelné do větších celků a nemají již podporu od svých výrobců. Výrobci by však měli rovněž definovat nové požadavky na základě dřívějších údajů v oblastech, jako například počet zranění zaměstnanců, objem odstávek strojních zařízení a přerušení výroby.

Dalším krokem by mělo být definování priorit jednotlivých procesů a stanovení úprav a přenastavení konkrétních zařízení. Je zásadní využít přínosů inteligentní výroby v podobě získávání dat v reálném čase, například o stavu technologií, dále automatizovaného generování upozornění na výjimečné situace, které v rámci analytických operací evidují a monitorují kvalitu, bezpečnost, shody s předpisy či využití energie a upozorní na problematické situace vyžadující odstávku zařízení. Všechny tyto informace ocení například manažeři kvality či technici údržby k zajištění optimalizace výkonnosti strojů, výrobních procesů a dalším operacím.

Snadná dostupnost informací a možnost přihlášení se do systému z různých míst s sebou přináší vyšší riziko v podobě narušení tohoto systému. Kybernetičtí zločinci již nyní projevují snahy získat přístup na podnikové servery a cílí na provozní technologie, kdy zařízení a ovládací prvky výrobních hal staré několik desetiletí mohou být náchylnější k narušení zabezpečení, ať již úmyslnými útoky zvenčí, nebo neúmyslnými zásahy ze strany zaměstnanců. V této struktuře přítomných hrozeb nebude žádná technologie dostatečně zabezpečená, pokud bude využívána bez dalších doplňujících opatření. Výrobci musejí zaujmout ucelený, maximálně zodpovědný přístup k ochraně zabezpečení, který nastaví bezpečnostní ochranné zábrany v různých vrstvách systému k eliminaci případných hrozeb na několika frontách.

Robustní a zabezpečenou síťovou infrastrukturu je potřeba vybudovat na standardní síti Ethernet bez individuálních modifikací, která se pro účely zabezpečení stala obecně preferovanou alternativou pro průmyslové provozy. Rovněž je třeba zajistit, aby technici, při zachování zabezpečení, byli schopni spravovat instalace softwaru, bezpečnostních záplat a aktualizací po dobu mnoha následujících let a aby byly zavedeny důsledné principy a postupy zabezpečení pro všechny oblasti od provozu strojů až po podmínky vnášení a připojování vlastních zařízení (bring your own device – BYOD).

Inteligentní výroba nabízí téměř neomezený potenciál. Vše přitom začíná definováním platformy Connected Enterprise jako základu pro dosažení lepší propojitelnosti zařízení a důslednějšího sdílení informací. Může pomoci s procesy průběžného zlepšování v závislosti na konkrétních provozních operacích a podnikových cílech daného výrobce. Mezi oblasti, kterými je dobré začít, však náleží celková efektivita zařízení, kvalita produktů, objem odstávek, zmetkovitost, bezpečnost pracovníků a spotřeba energie.

Transformace podnikových procesů vzájemným propojením zařízení v rámci celého podniku může výrobcům pomoci lépe koordinovat provozní operace na všech podnikových úrovních pro vytvoření operací důsledněji vázaných na poptávku. Inteligence technických aktiv rovněž může zásadně změnit přístupy údržby od reaktivní k preventivní údržbě, která může zvýšit provozní využitelnost technologií. Automatizovaný sběr dat a generování souvisejících protokolů může uspořit podstatný objem času ve srovnání s ručně vykonávanými procesy, zvláště v průmyslových odvětvích s přísnými požadavky na dodržování předpisů.

Jednou z nezbytných organizačních změn, která pomůže se zaváděním inteligentní výroby, je v zásadě sloučení informačních a provozních technologií, přičemž podobné slučování musí nastat také v rámci personálu. Pracovníci v oblasti informačních technologií a provozu pracovali historicky vzájemně nezávisle na sobě, avšak v rámci platformy The Connected Enterprise je nutná užší spolupráce. Výrobci musejí překlenout mezeru mezi těmito dvěma skupinami a zprostředkovat jim nové dovednosti k řízení průmyslových technologií propojených do jednotné sítě.

Výhody pak pomůže kvantifikovat stejný soubor pracovních dat, který se používá k monitorování provozních operací. Historická data lze pozorovat v rozmezí nastavených časových období na přehledech klíčových ukazatelů, čímž lze měřit zvyšování celkové efektivity zařízení, zlepšování kvality, snížení zmetkovitosti, využití pracovní síly a další aspekty. Standardizace sběru dat a souvisejících protokolů na platformě The Connected Enterprise může rovněž pomoci při porovnávání výkonnosti mezi různými pobočkami.

Jakákoli cesta směrem k platformě The Connected Enterprise musí být zahájena důsledným vyhodnocením situace. Toto vyhodnocení by mělo přihlížet k aktuálnímu a budoucímu stavu věcí u daného výrobce a zahrnovat síťovou infrastrukturu organizace, výrobní prostředí, schopnosti z hlediska získávaných dat a možných souvisejících protokolů a zásady zabezpečení. Tento přehled nakonec pomůže při rozhodování, co lze modernizovat, a co je třeba vyměnit.

Výrobci, kteří se těmto otázkám věnují včas a mají na paměti čtyři klíčové taktiky pro budování platformy Connected Enterprise při plánování své strategie chytré výroby, tak budou lépe připraveni vytěžit pro sebe maximum výhod z potenciálu, který s sebou tato platforma přináší.

Rockwell Automation

Betrh Parkinson

jiri.netik@pram.cz

www.rockwellautomation.cz